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龙源期刊网丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟作者:岑颙来源:《中国化工贸易·中旬刊》2017年第12期摘要:丙烯水合反应主要采用绝热式固定床反应器,用磷酸作为主要催化剂,确保丙烯和水在一定条件下发生反应,最终生成异丙醇和其他产物。本文根据以往工作经验,对丙烯水合工艺系统进行分析,并从基础物性数据、热力学模型、基本单元模型三方面,论述了丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟,希望对相关工作能够起到一定的帮助作用。关键词:丙烯;异丙醇;全流程模拟整体来看,化工流程模拟具有很广阔的发展前景,是人们进行分析和过程优化的重要基础。而在丙烯水合反应之中,所产生的异丙酮属于一种有机化合物,与正丙酮属于同分异构体,具有乙醇和丙酮混合物的气味。异丙酮属于最早的石油化工产品之一,可作为性能良好的有机溶剂,应用范围十分广泛。除此之外,异丙酮还可用于燃料添加剂等领域,作为独立的原料进行使用。1丙烯水合工艺的系统分析在原料丙烯反应过程中,需要保证原料的纯度为99.5%,温度达到25℃以上,并经过压缩机的作用,将压力提升至2.0MPa,这样一来,便可以促使循环气与水混合。在丙烯汽化之后,丙烯总量与水的比例将会达到1:0.65,之后进入反应产物换热器之中,工作人员会在反应器之内事先加入催化剂,并在反应器的顶端将磷酸注入,这样一来,将会弥补反应过程中磷酸的损失。在通过反应器顶部过程中,物流将会逐渐经过反应器,促使丙烯和水产生反应,最终生成异丙酮。与此同时,该反应过程会释放大量热能,并产生丙酮等副产物,这些产物同样会由于温度较高而流出反应器2丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟2.1基础物性数据在化工计算、模拟等过程开始之前,需要对实验物质的基础物性进行确定。在当今化工生产工作中,人们对化工设计的精准性要求越来越高,如果在精准物性上出现问题,将会对最终的计算结果产生严重影响。因此,当人们在进行化工模拟计算时,应该尽量保证物质基础物性保持准确。尤其是一些生产工作中常见的物质,具备十分丰富的物性数据,此时人们需要对最精确的物性数据进行选择,尤其是一些在生产和实验过程中不常见的物质,如反应过程中的中间产品等,基础物性数据的测量存在片面性。表1是各组分基础物性数据统计表。2.2热力学模型龙源期刊网热力学模型的选择在热力学研究过程中,主要是对能量转变和物料系统之间的相互转化关系进行了解。在利用模拟软件进行热力学模拟时,可以根据用户想要的流程对流程结构进行处理,但在热力学方法的选择上,还需要用户自己进行操作。在流程模拟过程中,可以选用的热力学方法有很多,但并不是所用模型在模拟过程中都会使用同一种热力学方法。截止到目前,没有一个热力学方法是通用的。因此,在全流程模拟过程中,热力学的选择显得十分重要,对计算的精准性影响也很大。2.2.2活度模型该模型主要是对混合物体系特征进行有效反应,在活度系数方法的确认上,主要是对液体混合物进行计算,但在状态方程应用过程中,这种因素将无法产生限制。因此,在状态方程发展过程中,需要比活动系数的发展更迅速。但如果状态方程将活度系数完全取代,很多计算结果将会无法全部让人满意。在活度系数模型使用过程中,主要包括经典模型和局部组成模型两大类,涉及到的方程有WILSON方程、NRTL方程等。2.3基本单元模型物料衡算在基本单元模型之中占有重要地位,尤其是在工艺设计过程中,物料衡算需要在所有工艺流程确定之后才能进行,主要的实施目的是对原料和产品之间的定量转化关系进行合理统计,从而将原料的消耗量彻底计算出来,为其他工艺计算提供有效基础。物料衡算主要以质量守恒为基础,最终实现对物料的平衡计算。从定义角度来说,物料平衡主要是单位时间内,投入反应的物料等于离开体系的物料质量加上损失掉的物料质量。综上所述,在实际工艺的全流程模拟过程中,由于实际生产装置具备较强的复杂性,促使工艺模型计算和求解过程具有一定的粗糙性。因此,在实际模拟中,研究人员需要从实际角度出发,以显示生产数据为基准,对模型参数进行修正,这样一来,人们便可以对相关数据进行仔细和深入分析,避免由于计算错误为整个反应流程带来影响。参考文献:[1]郭立颖,邓莉莉,殷龙珠.负载锆聚醚离子液体的制备及其催化合成碳酸丙烯酯[J].化工新型材料,2017(11).[2]孟凡飞,张雁玲.可用于炼厂气综合利用的水合物分离技术研究进展[J].石油化工,2017(07).作者简介:龙源期刊网岑颙(1980-),男,汉族,江苏扬州人,中级工程师,研究方向:从事化工工程设计工作。
本文标题:丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟
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